Ученые перевели в состояние суперпозиции два десятка кубитов

Ученым из Соединенных Штатов Америки, Италии и Германии удалось перевести в состояние суперпозиции двадцать запутанных кубитов. Научная работа по теме, опубликованная в издании Science, поможет в создании квантовых компьютеров.

Суперпозиция — важнейший для квантовой механики принцип, согласно которому, если существуют две функции, описывающие разные состояния квантовой системы, то существует и третья функция, представляющая собой сумму первых двух. Третья функция отвечает за состояние суперпозиции, которой является суммой двух состояний. Если перевести в суперпозицию знаменитого кота Шредингера, то он будет жив и мертв одновременно.

Международному коллективу ученых удалось перевести в суперпозицию сразу двадцать кубитов. Предыдущий рекорд одновременного обратимого перевода в суперпозицию был поставлен в 2011 году — тогда физики перевели в это состояние четырнадцать кубитов. Основная сложность здесь — слишком длительная подготовка атомов для формирования кубитов (состояние суперпозиции разрушается быстрее, чем его можно зафиксировать).

В новом исследовании эта проблема была решена. Ученые задействовали оптический пинцет для удерживания атомов рубидия, которые возбуждались особым лазером. Манипуляции сразу при помощи двух лазеров, осуществляемые с нужной скоростью, позволили перевести в суперпозицию два десятка кубитов.